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元素解码 | 安捷伦ICP-OES助力驶入“钠”电池元素检测快车道

时间:2023-10-11 阅读:707
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近年来,随着国家碳中和目标的设定和能源转型需求的增加,新能源电池作为动力和储能领域的作用越来越重要,常见的化学电池包括铅酸电池、锂电池、钠电池和液流电池等。然而,由于锂资源的稀缺和锂电池生产成本的问题,钠电池正逐渐成为研究的热点。

 

钠电池由于具有低成本、原材料丰富和更高的安全性等优点,已经成为储能电池和低速电动车的优选方案,目前,各大电池头部企业也在积极发布钠电池的量产计划,2023 年也是钠电池产业化元年。可以预见,随着技术进步和市场需求的增长,钠电池产业将很快迎来一波繁荣期。

 

ICP-OES 应用特点介绍

钠电池正极材料主含量元素分析,采用的安捷伦 5800 ICP-OES 具有以下特点:

  • 气路采用连续可调质量流量计

  • 光室温度波动范围为 ± 0.1 ℃

  • 仪器参数实时监控面板,可以实时掌握雾化气压力,等离子气排气温度和氩气压力波动,保证仪器具有良好的稳定性

 

钠电池正极材料主要分为三种技术路线,即层状氧化物、普鲁士蓝类和聚阴离子正极材料。目前比较有代表性的正极材料为层状氧化物,和三元正极材料类似,钠电正极材料也需要测定主含量元素及摩尔比,主含量的准确性和稳定性关系到产品质量,采用 ICP-OES 测定时,具有极大的挑战,采用安捷伦 5800 ICP-OES 测定人工合成的模拟钠电池正极材料消解液中的主含量元素时,分别将 Cu、Fe、Mn 和 Ni 元素的实测摩尔百分比减去 20%、20%、30% 和 30%,得到的 4 h 内 Cu、Fe、Mn 和 Ni 元素的摩尔百分比极差均小于 < 0.15%。测定结果波动极小,该方法具有出色的长期稳定性

 

图片

4 h 稳定性测试(无内标校正)中各目标元素摩尔百分比的波动

本实验进行了 5 天稳定性测试,测定结果显示,Cu、Fe、Mn 和 Ni 元素的摩尔百分比极差均小于 0.1%,表明该方法在多日测试中具有良好的稳定性

5 天稳定性测试结果

图片

 

结语

采用 ICP-OES 进行钠电池主含量的准确定量分析,搭配气路高精度控制系统和稳定的光室,确保仪器具有良好的稳定性。这将有助于锂电行业实现高效快速的元素检测

 

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